НАУКОВО-ПРАКТИЧНИЙ ЖУРНАЛ

| рус | eng |

 

 


№2-3(2) 2019

Повернутися у номер


Заболотный Д.И., Самбур М.Б., Ворошилова Н.В., Веревка С.В.
Внеклеточные компонеты биопленок в формировании антибиотикорезистентности и хронизации воспалительного процесса. Состояние проблемы 
Заболотний Дмитро Ілліч
ДУ «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка НАМН України»
Директор
Доктор медичних наук, професор, академік НАМН України
E-mail: amtc@kndio.kiev.ua

Самбур Марина Борисівна
ДУ «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка НАМН України»
Заступник директора з наукової роботи
Доктор медичних наук
E-mail: mbsambur@gmail.com
ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-9347-2829

Верьовка Сергій Вікторович
ДУ «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка НАМН України»
Лабораторія біохімії, завідувач
Доктор біологічних наук, професор
E-mail: verevka.biochem@gmail.com
ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-3578-7996

Анотація

Безперервне удосконалення механізмів опору живих організмів впливу несприятливих чинників довкілля становить невід’ємну властивість еволюції. Одним з проявів подібного удосконалення є формування стійкості патогенних мікроорганізмів до впливу антибіотиків. Швидкість утворення та розповсюдження резистентних патогенів ускладнює лікування хвороб та створює загрозу відкидання клінічної медицини в доантибіотикову еру. Ситуація ускладнюється можливістю формування полірезистентності – стійкості мікробіологічних збудників до різних типів антибіотиків. Подібно більшості мікроорганізмів, бактеріальні інфекційні агенти існують переважно у вигляді біоплівок – тривимірних агрегатів мікроорганізмів, зафіксованих між собою матрицею з позаклітинної полімерної речовини, безперервно утворюється самими
клітинами. Обґрунтовується роль позаклітинних компонентів біоплівок в формуванні антибіотикроезистентності, необхідності перманентного відмирання частини клітин для виживання спільноти мікроорганізмів, впливу продуктів розпаду на оточуючі тканини як складової хронізації запального процесу. Обговорюється перспективність ультразвукової деструкції біоплівок для пригнічення антибіотик резистентності та запобігання хронізації запалення.

Ключові слова

інфекційні захворювання, хронізація запалення, антибіотикорезистентність, біоплівки.


Література

  1. Бурлака ЮБ, Голобородько ОП, Шукліна ЮВ, Верьовка СВ. Показники ендогенної інтоксикації та запальної відповіді в плазмі крові хворих на хронічний тонзиліт. Лаб. діагностика.2013; 1 (63): 16-9.
  2. Веремеенко КН, Голобородько ОП, Кизим АИ. Протеолиз в норме и при патологии. 1988. Киев: 200 с.
  3. Громашевська ЛЛ. «Середні молекули» як один з показників «метаболічної інтоксикації». Лаб. діагностика.
    1997; 1: 11-16.
  4. Дьяченко АГ. Устойчивость бактерий к антибиотикам и ее эволюция. Клин. Иммунология. Аллергология. Инфектология. 2012; 4:5-11.
  5. Заболотний ДІ, Кизим ОЙ, Верьовка СВ. Патологічні ефекти інтоксикації клітинних мембран ендогенними пептидами (огляд літератури і власних досліджень). Журн. НАМН України. 2011; 17 (3): 201-7.
  6. Заболотний ДІ, Бєлоусова АО, Зарицька ІС, Верьовка СВ. Аутохтонна β-агрегація білків: причини, молекулярні механізми та патологічні наслідки. Журн. НАМН України. 2014; 24 (4): 385-92.
  7. Крылов НН. Проблемы, которые не могут не волновать: утопии и реалии современного уче-
    ния о язвенной болезни. Вестн. хирургической гастроэнтерологии. 2007; 1: 25-30.
  8. Намазова-Баранова ЛС, Баранов АА. Антибиотикорезистентность в современном мире. Педиатрия и фармакология. 2017; 14:341-54.
  9. Николаев ЮА, Плакунов ВК. Биопленка – “город микробов” или аналог многоклеточного организма? Микробиология. 2007; 76б (2): 149-63.
  10. Ультразвукова кавітація хронічних ран / В кн.: Петренко ОМ, Безродний БГ, Зубов ДО, Васильєв РГ, Тихомиров АО. Застосування інноваціонних технологій в хірургічному лікуванні гнійно-некротичних ран м’яких тканин. К.LAT
    & K, 2018: 78-80.
  11. Abu Bakar M, McKimm J, Haque ZH, Majumder AA, Haque M. Chronic tonsillitis and biofilms: a brief overview of treatment modalities. J Inflamm Res. 2018 Sep 5;11:329-337. doi: 10.2147/JIR.S162486.
  12. Antimicrobial resistance: global report on surveillance. World Health Organization. Geneva: WHO, 2014; XXII: 232 p.
  13. Antimicrobal Resistance Benchmark 2018. Amsterdam; 2018: 185 p.
  14. Babady NE. Hospital-Associated Infections. Microbiol Spectr. 2016 Jun;4(3). doi: 10.1128/ microbiolspec.DMIH2-0003-2015.
  15. Barshak MB, Durand ML. The role of infection and antibiotics in chronic rhinosinusitis. Laryngoscope Investig Otolaryngol. 2017 Jan 23;2(1):36-42. doi: 10.1002/lio2.61.
  16. Berger D, Rakhamimova A, Pollack A, Loewy Z. Oral biofilms: development, control, and analysis. High Throughput. 2018 Aug 31;7(3). doi: 10.3390/ ht7030024.
  17. Cai Y, Wang J, Liu X, Wang R, Xia L. A review of the combination therapy of low frequency ultrasound with antibiotics. Biomed Res Int. 2017;2017:2317846. doi: 10.1155/2017/2317846.
  18. Chiang WC, Nilsson M, Jensen PØ, Høiby N, Nielsen TE, et al. Extracellular DNA shields against aminoglycosides in Pseudomonas aeruginosa biofilms. Antimicrob Agents Chemother. 2013 May;57(5):2352-61.
    doi: 10.1128/ AAC.00001-13.
  19. Del Pozo JL. Biofilm-related disease. Expert Rev Anti Infect Ther. 2018 Jan;16(1):51-65.
    doi: 10.1080/14787210.2018.1417036.
  20. Drago L, Pignataro L, Torretta S. Microbiological aspects of acute and chronic pediatric rhinosinusitis. J Clin Med. 2019 Jan 28;8(2). doi: 10.3390/jcm8020149.
  21. Flemming HC, Wingender J, Szewzyk U, Steinberg P, Rice SA, et al. Biofilms: an Emergent Form of Bacterial Life. Nat Rev Microbiol. 2016 Aug 11;14(9):563-75. doi: 10.1038/ nrmicro.2016.94.
  22. Flemming H. EPS – then and now. Microorganisms. 2016 Nov 18;4(4). doi: 10.3390/ microorganisms4040041.
  23. Hazen TH, Mettus R, McElheny CL, Bowler SL, Nagaraj S, et al. Diversity among blaKPC-containing plasmids in Escherichia coli and other bacterial species isolated from the same patients. Sci Rep. 2018 Jul 6;8(1):10291.
    doi: 10.1038/ s41598-018-28085-7.
  24. Hoffman S, Outterson K, Rottigen G. Cars O, Clift C, et al. An international legal framework to address antimicrobial resistance. Bull World Health Organ. 2015 Feb 1; 93(2): 66 p. doi: 10.2471/ BLT.15.152710.
  25. Huseby MJ, Kruse AC, Digre J, Kohler PL, Vocke JA, et al. Beta toxin catalyses formation of nucleoprotein matrix in staphylococcal biofilms. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Aug 10;107(32):14407-12.
    doi: 10.1073/pnas.0911032107.
  26. Kamiunke N, Herzsprung P, Neu T. Quality of dissolved organic matter affects planktonic but not biofilm bacterial production in streams. Sci Total Environ. 2015 Feb 15;506-507:353-60. doi: 10.1016/j.scitotenv.2014.11.043.
  27. Koo H, Allan RN, Howlin RP, Stoodley P, HallStoodley L. Targeting microbial biofilms: current and prospective therapeutic strategies. Nat Rev Microbiol. 2017 Dec;15(12):740-755. doi: 10.1038/nrmicro.2017.99.
  28. Mah T, Pitts B, Pellock B, Walker G, Stewart P, et al. A genetic basis for Pseudomonas aeriginosa biofilm antibiotic resistance. Nature. 2003 Nov 20;426(6964):306-10. doi: 10.1038/nature02122.
  29. Mahfouz N, Caucci S, Achatz E, Semmler T, Guenther S, et al. High genomic diversity of multidrug resistant wastewater Escherichia coli. Sci Rep. 2018 Jun 12;8(1):8928. doi: 10.1038/s41598-018-27292-6.
  30. Malfertheiner P, Megraud F, O'Morain CA, Atherton J, Axon AT, еt al. Management of Helicobacter pylori infection – the Maastricht IV/ Florence Consensus Report. Gut. 2012 May;61(5):646-64. doi: 10.1136/gutjnl-2012-302084.
  31. Maske TT, van de Sande FH, Arthur RA, Huysmans MCDNJM, Cenci MS. In vitro biofilm models to study dental caries: a systematic review. Biofouling. 2017 Sep;33(8):661-675. doi: 10.1080/08927014.2017.1354248.
  32. Odenyo A, Makie R, Stahl D, White B. The use of 16S rRNA-targeted oligonucleotide probes to study competition between ruminal fibrolytic bacteria: development of probes for Ruminococcus species and evidence for bacteriocin production.
    Appl Environ Microbiol. 1994 Oct;60(10):3688-96.
  33. O’Neill J, editors. Antimicrobal resistance: tackling a crisis for the health and wealth of nations. The Review on Antimicrobal Resistance. London; 2014. 20 p.
  34. Popat R1, Crusz SA, Messina M, Williams P, West SA, et al. Quorum-sensing and cheating in bacterial biofilms. Proc Biol Sci. 2012 Dec 7;279(1748):4765-71. doi: 10.1098/rspb.2012. 1976.
  35. Sanden van Zanten, Kolesnikow T, Leung V, O'Rourke JL, Lee A. Gastric transitional zones, areas where Helicobacter treatment fails: results of a treatment trial using the Sydney strain mouse model. Antimicrob Agents Chemother. 2003
    Jul;47(7):2249-55.
  36. Seiler C, Berendonk T. Heavy metal driven coselection of antibiotic resistance in soil and water bodies impacted by agriculture and aquaculture. Front Microbiol. 2012 Dec 14;3:399. doi: 10.3389/fmicb.2012.00399.
  37. Taglialegna A, Lasa I, Valle J. Amyloid structures as biofilm matrix scaffolds. J Bacteriol. 2016 Sep 9;198(19):2579-88.
    doi: 10.1128/JB.00122-16.
  38. Tang L, Schramm A, Neu TR, Revsbech NP, Meyer RL. Extracellular DNA in adhesion and biofilm formation of four environmental isolates. A quantitative study. FEMS Microbiol Ecol. 2013 Dec;86(3):394-403. doi: 10.1111/1574-6941.
  39. Vert M, Doi Y, Hellwich K-H, Hess M, Hodge Ph, et al. Terminology for biorelated polymers and applications (IUPAC Recommendations 2012). Pure Appl Chem. 2012; 84: 377-410. Pure Appl. Chem. 2012; 84(2): 377-410.
    doi: 10.1351/PAC-REC-10-12-04.
  40. Verevka SV. Parametabolic β-Aggregation of proteins: familiar mechanisms with diverse sequels / In: Advances in Medicine and Biology (Berhardt L.V., Ed.), Nova Science Publishers, NY. 2013; 72: 29-48.
  41. Vilain S, Pretorius JM, Theron J, Brözel VS. DNA as an adhesin: Bacillus cereus requires extracellular DNA to form biofilms. Appl Environ Microbiol. 2009 May;75(9):2861-8. doi: 10.1128/AEM. 01317-08.
  42. Zabolotnyi DI, Gogunskaya IV, Zabolotnaya DD, Zabrodskaya LV, Verevka SV. Suicide antigens: induced denaturation of proteins in the development of allergic reactions / in: Advances in Medicine and Biology (Berhardt L.V., Ed.). Nova Science Publishers, NY. 2012; 53: 217-32.
 

© 2019, ГО «Українське наукове медичне товариство лікарів-оториноларингологів»